Virtuální pin při návrhu DPS

Někdy je při návrhu desky potřeba, aby se plošné spoje v jedné síti (net) rozbíhaly do svých konečných míst z jednoho místa, přičemž to nejde provést přímo z vývodu. Tato situace je zachycena na obr. 1. Důvodů pro tento požadavek může být více, např.:

• Více plošných spojů nelze táhnout z jedné pájecí plošky.
• Všechny plošné spoje mají mít stejnou délku.
• Spoje musí být větvené z jednoho místa kvůli správnému šíření signálu (star connections).

Obr. 1 Výchozí požadovaná situace

V programu PADS lze tyto situace řešit pomocí virtuálního vývodu (virtual pin), který v dané síti zastupuje skutečný vývod (obr. 2). Tento virtuální vývod lze přidat vybrané síti spojů a umístit ho buď přímo ve vybraném vzdušném spoji sítě, nebo i mimo vzdušné spoje dané sítě – v tom případě se k vybrané síti automaticky napojí. Virtuální vývod je na desce fyzicky vytvořen v podobě via otvoru, jehož rozměry a vrtání lze podle potřeby nastavit. Vývod lze také po desce volně přesouvat – pokud je virtuální vývod umístěn na vzdušném spoji, přesouvají se odpovídajícím způsobem i zbývající vzdušné spoje. K jedné síti spojů lze přidat i více virtuálních vývodů. Důležité také je, že virtuální vývod nerozděluje danou síť (net) na dvě různé části, spoje před i za ním pořád patří do stejné sítě spojů. Přidání virtuálního vývodu do sítě spojů na obr. 2 způsobilo, že vznikly 3 spoje (pin pairs) místo původních 2 – jsou to spoje od vývodů součástek k virtuálnímu vývodu, který si program pojmenuje jako VP s pořadovým číslem (zde VP1). Situace znázorněná na obr. 2 již splňuje podmínku větvení spojů z jednoho místa a umožňuje, aby vzdušné spoje byly routovány, ať již interaktivně, nebo automaticky.

Obr. 2 Virtuální pin umístěný v síti vzdušných spojů

V případě, že plošné spoje mají mít stejnou délku z výchozího místa (zde od vývodu U1), potom je možné to zajistit jak interaktivně, tak i automaticky. Nejdříve se jednotlivé dílčí spoje (pin pairs) vyberou a vytvoří se z nich skupina spojů, které mají mít stejnou délku (Matched Length Pin Pair Group). Zde mohou nastat dvě situace – buď se jedná o dodržení konkrétní délky, nebo jenom o to, aby plošné spoje byly stejně dlouhé. V našem ukázkovém případě byla zvolena druhá možnost, a tak byla skupina spojů se stejnou délkou složena pouze ze spojů jdoucích od virtuálního vývodu k součástkám U11 a U3, protože spoj od U1 k VP1 je společný.

Obr. 3 Monitor délek spojů (zde vzdušných spojů)

Interaktivní způsob spočívá v přesouvání virtuálního pinu a současném sledování délek vzdušných spojů (Unrouted) a odhadnutých délek budoucích plošných spojů (Estimated) v monitoru spojů, který je umístěn pod pracovní plochou routeru (obr. 3). Různé barvy políček odhadnutých délek indikují nesoulad v délkách. Poloha virtuálního vývodu se zafixuje v místě, kde monitor indikuje přibližně stejné délky. Může se stát, že nelze najít vhodnou polohu virtuálního vývodu, protože to nedovoluje fyzické uspořádání součástek a jejich napojených vývodů. Potom nezbude, než delší plošné spoje zakličkovat tak, aby odpovídaly délkou nejkratšímu spoji. To je ostatně postup, který volí automatické řešení tažení spojů se stejnou délkou (viz dále).

Obr. 4 Interaktivně položené plošné spoje se stejnou délkou

Na obr. 4 je situace, kdy byla nalezena vhodná poloha virtuálního vývodu a kdy byly spoje taženy interaktivně a dodatečně upraveny tak, aby monitor délek plošných spojů (Routed Length) ukazoval přibližně stejné hodnoty (obr. 5).

Obr. 5 Monitor délek (zde plošných spojů)

Automatické položení spojů na stejnou délku se spokojí s položením virtuálního vývodu do přibližně nejvhodnějšího místa, protože autorouter propojí přímo nejdelší spoj a ostatní zakličkuje na stejnou délku (obr. 6).

Obr. 6 Automaticky položené plošné spoje se stejnou délkou od vývodu z U1